7. Термический метод

Широко применяют для уп­рочнения просадочных грунтов. Термическим методом можно зак­реплять и пылевато-глинистые грунты, обладающие достаточной воздухопроницаемостью.

Первоначально термический метод при­менялся для усиления лессовых оснований деформированных со­оружений, однако в последние десятилетия он стал использовать­ся и для подготовки оснований. Так, на термически упрочненных грунтах на территории бывшего СССР возведено и реконструиро­вано свыше 300 различных зданий и сооружений.

Сущность метода заключается в уве­личении прочности структурных связей в грунте под влиянием высо­кой температуры. Для обжига грунта в пробуренных скважинах сжи­гают топливо - газообразное, жидкое или твердое. Для поддержания процесса горения в скважины подают воздух под давлением.

Подачу воздуха и топлива регулируют так, чтобы в скважи­нах поддерживалась температура, обеспечивающая заданное уп­рочнение грунта или ликвидацию его просадочных свойств, для чего температура обжига лессов должна быть не ниже 35О°С.

При сжигании топлива в верхней части скважины столб обо­жженного грунта получает форму усеченного конуса (рис. 6.11). Для увеличения поперечного сечения нижней части столба обо­жженного грунта приходится регулировать процесс фильтрации нагретых в скважине газов. С этой целью в скважину опускают трубу, тампонируя затрубное пространство отсекателем.

Обжиг макропористого лессового грунта продолжается 5... 10 сут. При расходе жидкого топлива 80... 180 кг на 1 м длины скважины вокруг нее образуется столб закрепленного грунта диа­метром 1,5...3 м с кубиковой прочностью 1...3 МПа.

На просадочных грунтах термическая обработка должна производиться в пре­делах всей просадочной толщи.

(+) - малая материалоемкость и относительная быстрота набора проч­ности.

(-) - вариация фор­мы закрепленных массивов в зависимости от неодинаковой газо­проницаемости грунтов по глубине.

8. Метод струйной технологии

Струйная технология выгодно отличается от многих традиционных способов стаби­лизации грунтов. К ним можно отнести универсальность в плане эффективности способа для стабилизации любых разностей сла­бых грунтов, использование струйного размыва, управляемого в том числе на больших глубинах. При этом можно формировать любые объемы закрепляемого грунта.

На рис. 6.12 приводится схема стабилиза­ции грунта с использованием струйной технологии.

Как видно из рис. 6.12, струйная технология предполагает ис­пользование известных материалов (цемент либо другой закреп­ляющий материал, вода, глинистый раствор). Все эти материалы экологически чисты и обеспечивают важный для жизнедеятель­ности человека природоохранный фактор - экологическую чисто­ту.

Последовательность струйной технологии: производят бурение скважины 1, в скважину погружают инъектор 2 со специальным калибро­ванным отверстием - соплом; подают под большим давлением (до 100 МПа) закрепляющий раствор; осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением, формируют массив нуж­ного диаметра (до 3,0 м и более) или стенку из отдельных непре­рывных столбов.

При сооружении круглых в плане массивов закрепленного грунта естественный грунт разрушается фактически полностью Таким образом, представляется возможным направленно формировать прочность и сплошность воз­водимой конструкции по глубине, вплоть до создания армирован­ного элемента, близкого по прочности к железобетонной конст­рукции. Здесь в качестве твердеющего раствора используется це­мент, в качестве инертного материала отмытый и оставленный в массиве песок средней крупности. Как видно из рис. 6.14, можно успешно закрепить массив грун­та под строящимся зданием, обеспечить устойчивость зданий и сооружений при глубоких проходках в непосредственной близос­ти от них, стабилизировать любые грунты основания.

Массивы закрепленного грунта цилиндрической формы в зависимости от вида, состояния и назначения возводимого сооружения могут рас­полагаться на различном расстоянии друг от друга при плотности заполнения от 30 до 100 %. Формируя массивы стабилизирован­ного грунта под зданием в виде непрерывных стенок, можно по­лучать дополнительные подземные объемы самого различного на­значения (гаражи, склады и пр.).